• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 1028-821X (Online)
ISSN 2415-3400 (Print)

КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Чернышов, НН, Панченко, АЮ, Писаренко, ВМ, Алкхавалдех, МАФ, Умяров, КТ
Organization: 

Харьковский национальный университет радиоэлектроники
14, пр. Науки, Харьков, 61166, Украина

E-mail: mykola.chernyshov@nure.ua

https://doi.org/10.15407/rej2018.01.082
Язык: русский
Аннотация: 

В работе проводится анализ структур современных фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии. Решение экологических проблем при возрастающем энергопотреблении и ограниченности традиционных земных ресурсов делает актуальными задачи использования альтернативных и возобновляемых источников энергии. Для земных применений практически неограниченным источником энергии является Солнце. Создание эффективных структур и конструкций фотоэлектрических преобразователей позволит получить доступ к этому источнику. В настоящее время их практическое применение ограничивает высокая стоимость солнечных батарей. В данной работе обобщаются известные результаты решения задач создания фотоэлектрических преобразователей. Показаны конструкции и принципы работы фотоэлектрических преобразователей, рассмотрены одно- и трехкаскадные элементы. Определены условия для эффективной работы фотоэлектрических преобразователей. Особое внимание уделяется материалам для создания элементов фотоэлектрических преобразователей. Рассматриваются особенности материалов, в которых формируются потенциальные барьеры и генерируются пары электронов и дырок. Также внимание уделяется материалам, которые используются для формирования конструкций фотоэлектронных преобразователей, а именно материалам подложек, контактов и др. Эти материалы должны обеспечить значительную высоту барьера в полупроводниковом переходе. Генерируемые при этом электроны и дырки эффективно собираются на контактных электродах. Рассмотренные условия эффективной работы фотоэлектрических преобразователей определяют их практическое значение. Показано, что дальнейшее повышение эффективности фотоэлектрических преобразователей требует как развития технологий и совершенствования структур, так и привлечения еще не используемых физических принципов, а также новых комбинаций тех, что уже применяются.

Ключевые слова: возобновляемые источники, полупроводник, солнечная энергия, ультрафиолетовое излучение, фотоэлектрический преобразователь, электрическое поле

Статья поступила в редакцию 27.11.2017
PACS 33.80-б
УДК 621.039.05
Radiofiz. elektron. 2018, 23(1): 82-88
Полный текст (PDF)

References: 
  1. Амброзяк А. Конструкция и технология полупроводниковых фотоэлектрических приборов. Москва: Советское радио, 1970. 392 с.
  2. Колтун М. М. Оптика и метрология солнечных элементов. Москва: Наука, 1985. С. 54–67.
  3. Чопра К., Дас С. Тонкопленочные солнечные элементы. Пер. с англ. под ред. М. М. Колтуна. М.: Мир, 1986. 438 с.
  4. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. Пер. с англ. Москва: Энергоатомиздат, 1963. 360 с.
  5. Виссарионов В. И., Дерюгина Г. В., Кузнецова В. А., Малинин Н. К. Солнечная энергетика. Учеб. пособие для вузов. Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. 317 с.
  6. Lee S. W., Ahn K. S., Zhu K., Neale N. R., Frank A. J. 2012. Effects of TiCl4 Treatment of Nonporous TiO2 Films on Morphology, Light Harvesting, and Charge-Carrier Dynamics in Dye-Sensitized Solar Cells. J. Phys. Chem. C. 2012. Vol. 116, Iss. 40. P. 21285–21290. DOI: 10.1021/jp3079887
  7. Licht S., Khaselev O., Ramakrishnan, P. A., Faiman, D., Katz, E. A., Shames, A., Goren, S. Fullerene Photo-electrochemical Solar Cells. Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 1998. Vol. 51, Iss. 1. P. 9–19. https://doi.org/10.1016/ S0927-0248(97)00014-7